ДАВЛЕ́НИЕ ЗВУКОВО́ГО ИЗЛУЧЕ́НИЯ
-
Рубрика: Физика
-
Скопировать библиографическую ссылку:
ДАВЛЕ́НИЕ ЗВУКОВО́ГО ИЗЛУЧЕ́НИЯ (радиационное давление звука, давление звука), среднее по времени избыточное давление на препятствие, помещённое в звуковое поле. Д. з. и. определяется импульсом, передаваемым волной в единицу времени на единицу площади препятствия.
Д. з. и., создаваемое звуковым пучком или лучом, т. е. ограниченной по фронту плоской волной, распространяющейся в безграничной невозмущённой среде, при нормальном падении на полностью отражающую плоскую поверхность (т. н. давление Ланжевена) определяется формулой:$$P=\rho v^2/4=2E_k,$$где $\rho$ – плотность невозмущённой среды, $v$ – амплитуда колебательной скорости частиц в пучности скорости стоячей волны, $E_k$ – средняя по времени и пространству плотность кинетич. энергии звуковой волны. Когда средние по времени плотности потенциальной и кинетич. энергий равны друг другу, Д. з. и. пропорционально плотности полной энергии звуковой волны (аналогично давлению света) или интенсивности звука. Д. з. и. – эффект второго порядка малости; оно мало по сравнению с амплитудой переменного звукового давления $p_0$. Напр., в воде при интенсивности звука ≈ 10 Вт/см2 $p_0$=5·105 Па, а Д. з. и. $P$= 102 Па. В воздухе при интенсивности звука 1 Вт/см2 $p_0$ ≈ 3·103 Па, a $P$ ≈ 10 Па.
Д. з. и., действующее на границе раздела двух жидких или жидкой и газообразной сред, приводит к вспучиванию поверхности раздела, которое при достаточной интенсивности звука переходит в фонтанирование. Это явление используется при УЗ-диспергировании жидкостей. Д. з. и. играет важную роль в процессе акустич. коагуляции аэрозолей; его используют при определении абсолютного значения интенсивности звука с помощью радиометра акустического. В условиях невесомости Д. з. и. может применяться для стабилизации предметов в пространстве, перекачки жидкостей и др.